- DLP 3D打印技術(shù)及其應(yīng)用詳解
一、DLP技術(shù)介紹及打印成型原理
數(shù)字光處理（Digital Light Processing，縮寫：DLP）技術(shù)最早是由德州儀器開發(fā)，主要是通過投影儀來逐層固化光敏聚合物液體，從而創(chuàng)建出3DD打印對象。由于其具備紫外光投影快速得應(yīng)用到3D打印領(lǐng)域，成為又一種新的快速成型技術(shù)。
DLP設(shè)備中包含一個(gè)可以容納樹脂的液槽，用于盛放可被特定波長的紫外光照射后固化的樹脂，DLP成像系統(tǒng)置于液槽下方，其成像面正好位于液槽底部，通過能量及圖形控制，每次可固化一定厚度及形狀的薄層樹脂（該層樹脂與前面切分所得的截面外形完全相同）。液槽上方設(shè)置一個(gè)提拉機(jī)構(gòu)，每次截面曝光完成后向上提拉一定高度（該高度與分層厚度一致），使得當(dāng)前固化完成的固態(tài)樹脂與液槽底面分離并粘接在提拉板或上一次成型的樹脂層上，這樣，通過逐層曝光并提升來生成三維實(shí)體。
二、詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)介紹
1、DLP技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢
相比市面上的其他3D打印設(shè)備，由于其投影像素塊能夠做到50μm左右的尺寸，DLP設(shè)備能夠打印細(xì)節(jié)精度要求更高的產(chǎn)品，從而確保其加工尺寸精度可以達(dá)到20~30μm，面投影的特點(diǎn)也使其在加工同面積截面時(shí)更為高效。設(shè)備的投影機(jī)構(gòu)多為集成化，使得層面固化成型功能模塊更為小巧，因此設(shè)備整理尺寸更為小巧。其成型的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）固化速率高（在405nm光效率高）；（2）低成本；（3）高分辨率；（4）高可靠性。
該技術(shù)應(yīng)用于3D打印中具備諸多優(yōu)勢：（1）高速的空間光調(diào)制器，顯示速率高達(dá)32 kHz；（2）光效率高，微鏡反射率達(dá)88%以上；（3）窗口透射率大于97%；（4）支持波長范圍在365nm至2500nm之間；（5）微鏡的光學(xué)效率不受溫度影響。
2、市場需求
市場對于3D打印的需求主要體現(xiàn)在高精度、高表面質(zhì)量，以及產(chǎn)品的適應(yīng)性、加工效率、加工成本等等，目前工業(yè)級別的3D打印設(shè)備由于材料成型原理的限制，存在成型件表面質(zhì)量不足、尺寸精度受限等不足。
通過DLP-3D打印技術(shù)的需求，可以滿足市場上對于零件表面質(zhì)量更高的需求，針對DLP市場具備對應(yīng)的需求為：（1）高分辨率；（2）針對405nm波長性能；（3）控制成本。
3、基于DLP技術(shù)的3D打印SWOT分析
DLP技術(shù)應(yīng)用于3D打印中在近幾年得到快速發(fā)展，表集合了其成型特色進(jìn)行了SWOT分析，使得人們對DLP-3D打印技術(shù)能有更多的認(rèn)識，并結(jié)合需求充分利用該技術(shù)并推進(jìn)其發(fā)展、進(jìn)步。
三、相關(guān)設(shè)備介紹
東莞科達(dá)三維技術(shù)有限公司自主研發(fā)制造的TOYES 4K系列快速成型機(jī)采用DLP 4K數(shù)字影像投影技術(shù)。
TOYES 4K系列3D打印機(jī)具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：
（1）4K采用專業(yè)級超高分辨率投影光學(xué)引擎，分辨率為4K (3840x2160)。
（2）光照均勻度高，保證了成型面內(nèi)每個(gè)位置的穩(wěn)定成型。
（3）采用高穩(wěn)定性LED UV光源，壽命可達(dá)2萬小時(shí)以上，保證打印過程的可靠成型，可打印多個(gè)或大尺寸模型。
（4）通過選用不同材料可制作不同類型及功能用途的3D模型，在工業(yè)級制造環(huán)節(jié)用途廣泛。
（5）一體式機(jī)身，環(huán)境配備要求低，配套設(shè)備少，能滿足一般辦公室環(huán)境使用；
（6）簡易化支撐設(shè)計(jì)界面，可以使用Magics及設(shè)備自帶軟件的快速構(gòu)建支撐。
采用數(shù)字掩膜技術(shù)，保證每臺光學(xué)引擎的光照均勻性。采用邊界漸變優(yōu)化算法，消除XY方向的像素紋和Z方向的臺階紋。采用FEP離型膜和特殊離型工藝，讓離型更輕便順滑。能量修正讓使用更穩(wěn)定可靠。全新技術(shù)升級，帶來革命性體驗(yàn)!
四、DLP 3d打印技術(shù)細(xì)節(jié)分解
1、設(shè)備構(gòu)架
DLP設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要由投影部分、液槽成型部分、Z向移動(dòng)部分及整體框架構(gòu)成。投影部分作為成型系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，設(shè)備構(gòu)架搭建主要是圍繞其進(jìn)行，目前大多采用現(xiàn)有一體化的投影硬件。
成型液槽則需要充分考慮紫光的穿透性及接合面的分離效果，Z向移動(dòng)部分較為簡單，采用帶驅(qū)動(dòng)器電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)功能，系統(tǒng)的上位機(jī)軟件要求能夠進(jìn)行模型的指定切片成圖處理，下位機(jī)軟件則能夠簡易化實(shí)現(xiàn)片切的成型，故DLP設(shè)備架構(gòu)如圖所示。
2、成型材料
305S樹脂材料具有更高的強(qiáng)度和硬度,同時(shí)也具有非常清晰細(xì)膩的表面;所見即所得,可將設(shè)計(jì)師的靈感頃刻間轉(zhuǎn)換為可看得見的實(shí)物,為設(shè)計(jì)修改定稿作參考,也可用做硅膠鈹銅鋼模的原型。捕捉復(fù)雜的細(xì)節(jié),不用擔(dān)心特征太小不能打印，是動(dòng)漫玩具公仔和高精產(chǎn)品的理想之選，是仿真人物和游戲角色的高度還原，能創(chuàng)造出獨(dú)特的具有挑戰(zhàn)性的模型。機(jī)器打印出來的模型表面光滑細(xì)膩,無需二次加工打磨,僅需最小限度的潤色即可達(dá)到完美效果。
五、市場分析及發(fā)展趨勢
DLP3D打印技術(shù)作為諸多3D打印路線中的一種，具備不受復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)限制及個(gè)性化定制的優(yōu)勢，因而繼承了并拓展了其余3D打印技術(shù)在加工、生產(chǎn)上的應(yīng)用。
玩具、電影及動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)須具有表面拋光良好且非常細(xì)膩的模型，而該模型可作為視覺模擬，拍攝照片、電影和制模的主要模式，也可作為外觀驗(yàn)證，為批量生產(chǎn)提供準(zhǔn)備，也可作為小批量生產(chǎn)的打樣樣品。高精度的DLP打印機(jī)可以實(shí)現(xiàn)鏤空超復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型，可以使設(shè)計(jì)師們在有限的空間里完成無限的遐想。為您提供高效、便捷、易用的設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案。
創(chuàng)意的本質(zhì)在于對現(xiàn)有事物的重新詮釋與突破，設(shè)計(jì)師將無限的想象空間賦予創(chuàng)意獨(dú)有的個(gè)性化內(nèi)涵，而在3D打印技術(shù)出現(xiàn)之前，真正轉(zhuǎn)化為創(chuàng)意實(shí)物作品受限于創(chuàng)作成本，更多的創(chuàng)意只是局限于圖紙或設(shè)計(jì)師的腦海中。3D打印技術(shù)理論上的技術(shù)特性，將設(shè)計(jì)師的一切創(chuàng)意打印成現(xiàn)實(shí)成為一種可能。
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